vi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN I ... ii
HALAMAN PENGESAHAN II ... iii
SURAT PERNYATAAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH ... xiv
ABSTRAK ... xv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 2
1.3 Pembatasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan ... 3
1.5 Metode Penelitian ... 3
1.6 Manfaat ... 4
1.7 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II DASAR TEORI 2.1 Pusat Listrik Tenaga Uap ... 5
2.1.1 Proses Pembangkitan PLTU Tanjung Jati B ... 5
2.1.2 Operasi dan Sistem Kelistrikan PLTU ... 6
2.1.3 Sistem Kelistrikan Pemakaian Sendiri ... 9
2.2 Sistem Tenaga Listrik ... 15
2.2.1 Sistem 3 Fasa ... 15
2.2.2 Sistem dalam Kondisi Gangguan ... 16
2.3 Sistem Proteksi Gangguan Tanah ... 25
2.3.1 Dasar Sistem Proteksi dan Relay Pengaman ... 25
vii
2.3.3 Penyetelan Relay Gangguan Tanah ... 31
2.3.4 Koordinasi Relay ... 32
2.4 Aplikasi ETAP 12.6 (Electric Transient and Analysis Program) ... 34
2.4.1 Deskripsi Produk dan Fungsi ... 34
2.4.2 Fitur dan User Interface ... 37
2.4.3 Interface Maps ... 46
2.4.4 Simulation Modes dan Analysis Capabilities ... 49
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Langkah Pembuatan Single Line Diagram PLTU Tanjung Jati B, Unit 1&2 ... 51
3.2 Langkah Identifikasi Penyebab OCGR Bekerja ... 52
3.2.1 Simulasi Load Flow pada Kondisi Pra-Resetting ... 52
3.2.2 Simulasi Unbalance Load Flow pada Kondisi Pra-Resetting ... 53
3.2.3 Simulasi Short Circuit pada Kondisi Pra-Resetting ... 54
3.3 Langkah Peninjauan Kinerja Relay ... 54
3.4 Langkah Penentuan Nilai Hubung Singkat Tidak Simetri ... 55
3.5 Langkah Koordinasi Ulang OCGR ... 55
3.5.1 Langkah Menentukan Setting Current dan Time Delay Baru untuk OCGR pada Busbar 10 kV ... 55
3.5.2 Kurva Diskrepansi OCGR ... 56
3.6 Flowchart ... 57
BAB IV PEMBAHASAN ... 58
4.1 Pembuatan Single Line Diagram PLTU Tanjung Jati B, Unit 1&2 .... 58
4.1.1 Data dan Spesifikasi Peralatan Listrik ... 58
4.1.2 Operasi Sistem Kelistrikan ... 60
4.2 Kondisi Kelistrikan Pra-Resetting ... 66
4.3 Identifikasi Penyebab OCGR Bekerja ... 69
4.4 Peninjauan Kinerja Relay ... 85
4.5 Penentuan Nilai Hubung Singkat Tidak Simetri ... 88
4.5.1 Skema Operasi ... 88
4.5.2 Simulasi Hubung Singkat Tidak Simetri ... 91
viii
4.6 Koordinasi Proteksi dan Simulasi Pasca Resetting ... 100 4.7 Perbandingan Parameter Pra dan Pasca Resetting ... 104
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 106 5.2 Saran ... 106 DAFTAR PUSTAKA
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi operator a ... 19
Tabel 4.1 Spesifikasi peralatan listrik ... 59
Tabel 4.2 Spesifikasi peralatan proteksi ... 59
Tabel 4.3 Rekomendasi setting OCGR pada rangkaian kelistrikan ... 68
Tabel 4.4 Prosentase beban untuk representasi beban tanggal 19 September 2009 ... 70
Tabel 4.5 Prosentase beban untuk representasi beban tanggal 11 Maret 201071 Tabel 4.6 Nilai analisis daya seimbang 19 September 2009 ... 73
Tabel 4.7 Nilai arus analisis daya tidak seimbang 19 September 2009 ... 75
Tabel 4.8 Nilai analisis daya seimbang 10 Maret 2010 ... 79
Tabel 4.9 Nilai arus analisis daya tidak seimbang 10 Maret 2010 ... 82
Tabel 4.10 Konfigurasi CB pada skenario berbagai kondisi operasi ... 89
Tabel 4.11 Hasil simulasi hubung singkat tidak simetri L-G ... 94
Tabel 4.12 Hasil simulasi hubung singkat tidak simetri L-L-G ... 95
Tabel 4.13 Ringkasan arus residu terkecil akibat hubung singkat L-L-G pada berbagai konfigurasi pembebanan ... 96
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Posisi PLTU TJB dalam interkoneksi Jawa-Bali-Madura ... 5
Gambar 2.2 Diagram skematik PLTU Tanjung Jati B, Unit 1&2 keandaan normal operasi ... 6
Gambar 2.3 Layout umum kelistrikan pembangkit listrik tenaga uap ... 9
Gambar 2.4 Kelistrikan tegangan menengah sebuah PLTU ... 10
Gambar 2.5 Sistem kelistrikan tegangan AC rendah PLTU ... 12
Gambar 2.6 Low voltage distribution board ... 12
Gambar 2.7 Sistem tegangan arus searah (DC) ... 13
Gambar 2.8 Sistem un-interrupted power supply ... 14
Gambar 2.9 Sistem tiga fasa ... 15
Gambar 2.10 Vektor sistem seimbang dari tiga fasa ... 15
Gambar 2.11 Diagram komponen simetris ... 18
Gambar 2.12 Rangkaian urutan nol trafo ... 21
Gambar 2.13 Rangkaian listrik hubung singkat satu fasa ke tanah ... 22
Gambar 2.14 Rangkaian listrik pada hubung singkat dua fasa ke tanah ... 23
Gambar 2.15 Zona overlap dari sistem proteksi ... 26
Gambar 2.16 Relasi besar daya yang ditransmisikan sebagai fungsi dari waktu pemulihan ... 27
Gambar 2.17 Rangkaian CT dan VT pada sistem proteksi AC dan DC ... 28
Gambar 2.18 Kombinasi rangkaian relay gangguan tanah ... 30
Gambar 2.19 Relay dengan koordinasi berdasarkan arus ... 33
Gambar 2.20 Relay dengan koordinasi berdasarkan waktu ... 33
Gambar 2.21 Relay dengan koordinasi berdasarkan logic... 34
Gambar 2.22 Fungsi ETAP ... 35
Gambar 2.23 Tampilan OLD dengan CB3 terbuka ... 36
Gambar 2.24 Display ETAP 12.6 ... 37
Gambar 2.25 Contoh composite network ... 38
Gambar 2.26 3-D Database system ... 38
Gambar 2.27 Tombol ETAP wizard botton dan konfigurasi ... 40
Gambar 2.28 Konfigurasi study wizard dan jendela antar-muka ... 41
xi
Gambar 2.30 Jendela antar-muka output database comparison program (DB
compare program) ... 42
Gambar 2.31 Jendela antar-muka OLE Client ... 43
Gambar 2.32 Jendela antar-muka printing/plotting pada diagram garis tunggal . 44 Gambar 2.33 Aplikasi message logger ... 44
Gambar 2.34 Jendela antar-muka schedule report manager ... 45
Gambar 2.35 Fasilitas crystal report ... 45
Gambar 2.36 Deskripsi tampilan ETAP edit mode ... 46
Gambar 2.37 Daftar menu bar ... 46
Gambar 2.38 Jendela project toolbar ... 47
Gambar 2.39 Project view graphical tree ... 47
Gambar 2.40 Jendela edit toolbar ... 48
Gambar 2.41 Study mode ribbon ... 48
Gambar 2.42 Deskripsi motor accelleration mode ... 49
Gambar 2.43 Jendela studi aliran daya ... 50
Gambar 2.44 Jendela studi hubung singkat ... 50
Gambar 2.45 Plot koordinasi peralatan time-current dan selektifitas pada ETAP star ... 50
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ... 57
Gambar 4.1 Single line diagram PLTU Tanjung Jati B, Unit 1&2 ... 58
Gambar 4.2 Diagram kelistrikan dan aliran daya pada kondisi initial ... 60
Gambar 4.3 Diagram kelistrikan dan aliran daya unit 1 start up ... 61
Gambar 4.4 Diagram kelistrikan unit 1 normal operasi ... 61
Gambar 4.5 Diagram kelistrikan unit 2 normal operasi ... 62
Gambar 4.6 Diagram kelistrikan kondisi normal operasi oleh dua unit operasi, case 1 ... 63
Gambar 4.7 Diagram kelistrikan kondisi normal operasi oleh dua unit operasi, case 2 ... 63
Gambar 4.8 Operasi dan skema pemutusan beban unit 1 operasi ... 64
Gambar 4.9 Operasi dan skema pemutusan beban unit 2 operasi ... 64
xii
Gambar 4.11 Operasi dan skema pemutusan beban dua unit operasi dengan unit
2 dalam kondisi gangguan ... 65
Gambar 4.12 Skenario operasi tanggal 19 September 2009 ... 67
Gambar 4.13 Skenario operasi tanggal 11 Maret 2010 ... 68
Gambar 4.14 Analisis aliran daya seimbang pembebanan 19 September 2009 72 Gambar 4.15 Analisis aliran daya tidak seimbang pembebanan 19 September 2009 ... 74
Gambar 4.16 Simulasi hubung singkat phase A dengan ground tanggal 19 September 2009 dan sequence operation ... 77
Gambar 4.17 Kurva koordinasi proteksi pada hubung singkat phase A dengan ground pada 19 September 2009 ... 78
Gambar 4.18 Analisis aliran daya seimbang pembebanan 10 Maret 2010 ... 80
Gambar 4.19 Analisis aliran daya tidak seimbang pembebanan 10 Maret 2010 . 81 Gambar 4.20 Simulasi hubung singkat phase A dengan ground tanggal 11 Maret 2010 dan sequence operation ... 83
Gambar 4.21 Kurva koordinasi proteksi pada hubung singkat phase A dengan ground pada 11 Maret 2010 ... 84
Gambar 4.22 Diagram skematik relay MCR-24 ... 85
Gambar 4.23 Gerbang logika pada Toshiba overcurrent dan overcurrent ground relay ... 86
Gambar 4.24 Sertifikat kelayikan operasi OCR MCR-24 ... 87
Gambar 4.25 ETAP configuration manager ... 90
Gambar 4.26 Simulasi hubung singkat A-G dengan kondisi UB1A fault ... 92
Gambar 4.27 Simulasi hubung singkat B-C-G dengan kondisi UB1A fault ... 93
Gambar 4.28 Sequence operation dalam kondisi gangguan setelah relay di setting ulang ... 101
Gambar 4.29 Garis waktu respon relay dalam kondisi gangguan setelah relay disetting ulang ... 102
Gambar 4.30 Kurva koordinasi relay setelah OCGR disetting ulang ... 103
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Data Teknik dan Spesifikasi
Lampiran 2 Data Gangguan, Operasi dan Status Peralatan Lampiran 3 Wiring Diagram dan Simulasi
xiv
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH
Arus residu Arus hasil penjumlahan vektor dari ketiga fasa, arus netral jaringan hubungan bintang
Black-out Kondisi dimana dalam satu blok pembangkitan tidak mampu
menghasilkan daya karena kegagalan sistem
Bus-tie Bus interkoneksi antara sub-sistem dengan besar tegangan
sama
Energized Tindakan memberikan tenaga atau mengaktifkan peralatan
listrik untuk berkontribusi pada sistem tenaga, kondisi peralihan
ETAP Electrical Transient and Analysis Program, Program yang dikeluarkan Operation Technology, Inc. yang digunakan untuk analisis kondisi peralihan, sub-peralihan dan kondisi tunak pada jaringan kelistrikan
GMCB Generator Main Circuit Breaker, Pemutus utama pada
jaringan generator
House Load System Pemakaian sendiri, sistem daya yang dipakai untuk
memenuhi pembebanan area pembangkitan
Inrush Current Besar arus pada kondisi peralihan akibat diaktifkannya
peralatan listrik
MCC Motor Control Center, pusat distribusi, kendali dan proteksi motor-motor pada industri
MFT Main Fuel Trip, Status perijinan pada logika kontrol yang dihasilkan dari nilai proses pada operasi pembangkitan
MV Switchgear Medium Voltage Switchgear, Gardu tegangan menengah
NPAG Network Protection and Automation Guide
OCGR Over Current Ground Relay, relay gangguan tanah
SC Short-circuit, hubung singkat pada jaringan
Setting current setting pada nilai arus sebagai dasar relay bekerja
Shutdown Kondisi pembangkitan tidak menghasilkan daya, keluar dari
sistem
Station Board Gardu distribusi tegangan menengah pada pembangkitan
yang digunakan bersama untuk beberapa unit
Time delay Waktu tunda, waktu yang diperlukan sebagai kepastian
jaringan memang mengalami gangguan, langkah koordinasi
Turn ratio perbandingan belitan pada trafo ukur
LF Load Flow, aliran daya dalam kondisi seimbang
ULF Unbalance Load Flow, aliran daya dalam kondisi tidak
seimbang
Unit Board Gardu distribusi tegangan menengah pada pembangkitan
